高中生物人教必修一同步辅导与检测ATP的主要来源-细胞呼吸

高中生物人教必修一同步辅导与检测ATP的主要来源——细胞呼吸第1页/共65页第2页/共65页1．说出线粒体的结构和功能。2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。4．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。第3页/共65页第4页/共65页知识清单细胞呼吸的概念及类型1．概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的________，生成________和其他产物，释放出________并生成ATP的过程。2．类型：细胞呼吸可分为________和________两种类型。两种类型的细胞呼吸都可产生细胞的能量“通货”——______。影响细胞呼吸的条件有________________等。1．氧化分解二氧化碳能量2．无氧呼吸有氧呼吸ATP

温度、CO2浓度、O2浓度第5页/共65页综合拓展细胞呼吸的概念及场所(1)概念：细胞呼吸就是指细胞内的呼吸作用。呼吸作用是生物体重要的生命活动，因为生物体在整个生命活动过程中都要消耗能量，而这些能量就来自细胞的呼吸作用。呼吸作用不是宏观的气体交换过程，而是发生在每一个活细胞中的有机物的氧化分解、能量释放并且生成高能化合物ATP的过程。糖类、脂肪和蛋白质等有机物都富含能量，它们只有在被氧化成更为简单的有机物或者是被彻底氧化为水和二氧化碳时，才能部分或者全部地把储存的能量释放出来。释放出来的能量一部分以热能的形式散失或维持体温，更重要的是有部分能量储存在ATP分子的高能磷酸键中，从而成为用于各种生命活动的“能量货币”。第6页/共65页(2)呼吸作用的场所：主要是线粒体，还有细胞质基质。(3)线粒体的结构：双膜结构，内膜向内折叠成嵴(增大了内膜的面积)，嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。第7页/共65页尝试应用1．下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是(

)A．细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物分解，释放能量的过程B．细胞呼吸实际上就是细胞与环境间的气体交换C．细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程D．细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程B第8页/共65页2．有氧呼吸和无氧呼吸的实质是(

)A．生物体与外界进行气体交换B．生物体进行能量的转移和利用C．进行ADP与ATP的转换D．分解有机物和能量的释放D第9页/共65页知识清单探究酵母菌细胞呼吸的方式配制酵母菌培养液：取20g新鲜的________，分成两等份，分别放入等体积的锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中。再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的_____食用酵母菌葡萄糖溶液

第10页/共65页组装实验装置

(1)NaOH溶液石灰水(2)石灰水

第11页/共65页观察CO2的产生：观察记录石灰水变混浊情况检测酒精的产生①酵母菌培养液②溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液③颜色第12页/共65页实验现象分析甲组澄清石灰水先变混浊且混浊程度高酵母菌在有氧时放出CO2多，且速度快1号试管还是橙色，2号试管由橙色变灰绿色酵母菌有氧时不产生酒精，无氧时产生酒精实验现象及分析实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生________；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生________，还产生少量的________。大量的CO2和水酒精CO2

第13页/共65页综合拓展探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)控制实验变量。该实验的变量是有无氧气。图A为有氧呼吸，图B为无氧呼吸。第14页/共65页(2)实验结果①CO2的放出情况：A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的CO2更多。②酒精产生的情况：A组没有酒精的产生，B组产生了酒精。(3)实验结果所说明的问题①A、B组都有CO2的产生说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活。②从CO2产生的多少及有无酒精产生的情况，说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是一种兼性厌氧型微生物。③从A、B组的产物来看，说明了——酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2(还有水)；无氧呼吸的产物有CO2和酒精。第15页/共65页(4)探究酵母菌细胞呼吸的方式中二氧化碳、酒精的检测方法①CO2的检测：澄清石灰水(变混浊)或溴麝香草酚蓝水溶液(由蓝变绿再变黄)。②酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。可以用于检验司机是否酒后驾车。③对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系的实验。第16页/共65页3．下列有关酵母菌的叙述，错误的是(

)A．酵母菌是真核生物，具有核膜围成的典型细胞核B．酵母菌既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸C．酵母菌只有在有氧条件下，才可释放出CO2D．酵母菌只有在无氧条件下，才可产生酒精C尝试应用第17页/共65页4．将动物的肝细胞研磨并除去ATP后，分别放入3只标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的锥形瓶中，实验装置和处理如图a所示。将实验用的3只锥形瓶的瓶口密封后，放入20℃水浴锅中，1小时后的结果如图b所示。第18页/共65页请根据实验结果回答：(1)实验中可以看到的明显变化是______，由此可以推断______号锥形瓶中发生了______作用。(2)该实验的全部结果说明________________________________________________________________________。第19页/共65页答案：(1)Ⅲ号锥形瓶的酒精液滴在玻璃管中向左移动Ⅲ呼吸(有氧呼吸)

(2)肝细胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP第20页/共65页知识清单有氧呼吸与无氧呼吸

1．有氧呼吸(1)概念细胞在________的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物________，产生________，释放________，生成大量________的过程。

(2)过程(1)氧彻底氧化分解CO2和水能量ATP

第21页/共65页(2)细胞质基质葡萄糖丙酮酸＋[H]少量线粒体基质丙酮酸＋H2OCO2＋[H]少量线粒体内膜[H]＋O2H2O大量第22页/共65页综上所述：①有氧呼吸的主要场所为________，原因是线粒体内含有________。②有氧呼吸的总反应式：_______________。(3)特点①必要条件：________参与，________催化。线粒体与有氧呼吸有关的酶C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量(3)有氧多种酶逐步释放的彻底氧化分解第23页/共65页(4)能量转化1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出________的能量，其中1161kJ的能量储存在________中，其余的以________形式散失掉。2．无氧呼吸(1)场所：________。(2)过程①第一阶段葡萄糖

________。(4)2870kJ

ATP热能2．(1)细胞质基质(2)少量[H]＋丙酮酸＋少量能量第24页/共65页酒精＋CO2

(3)2C3H6O3(乳酸)

2C2H5OH(酒精)CO2第25页/共65页(4)能量转化1mol葡萄糖经过不彻底氧化分解产生乳酸时，只释放出________的能量，其中有________的能量储存在ATP中，其余以________形式散失。(4)196.65kJ

61.08热能(5)无氧呼吸酒精和CO2乳酸第26页/共65页综合拓展1．有氧呼吸的主要场所：线粒体(如图所示)。

第27页/共65页2．有氧呼吸图解第28页/共65页3．有氧呼吸三个阶段的比较阶段比较项目第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体线粒体反应物C6H12O6葡萄糖C3H4O3(丙酮酸)＋H2O[H]＋O2第29页/共65页生成物C3H4O3＋[H](丙酮酸)CO2＋[H]H2O形成ATP数量少量少量大量与氧的关系无关无关需氧物质变化有机物→无机物能量变化第30页/共65页有氧呼吸的能量转换率大约是40.45%左右，细胞中这种能量转换率是比较高的，因为人类发明的内燃机，其热能转化率最高也就是在25%左右。第31页/共65页有氧呼吸和无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同呼吸场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件需氧气、酶、适宜温度不需氧气，需酶和适宜温度分解产物彻底；二氧化碳和水不彻底；二氧化碳和酒精或乳酸能量释放大量能量少量能量产生产生ATP数目1mol葡萄糖可产生38molATP1mol葡萄糖可产生2molATP第32页/共65页项目有氧呼吸无氧呼吸相同本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义①为生物体的各项生命活动提供能量②为体内其他化合物的合成提供原料第33页/共65页尝试应用5．(多选)在有氧呼吸过程中，进入细胞的氧将(

)A．与氢结合生成水B．与碳结合生成二氧化碳C．在线粒体中被消耗D．在线粒体与细胞质基质中被消耗AC第34页/共65页6．人红细胞无线粒体但能携带氧。红细胞所需能量的来源主要是利用(

)A．葡萄糖，进行有氧呼吸B．葡萄糖，进行无氧呼吸C．乳酸，进行有氧呼吸D．乳酸，进行无氧呼吸B第35页/共65页知识清单细胞呼吸原理的应用

1．包扎伤口时，需要选用______的消毒纱布或松软的“创可贴”等敷料，其目的是抑制________细菌的无氧呼吸。2．酵母菌酿酒：先通气，后密封。其原理是先让酵母菌有氧呼吸，大量______，再无氧呼吸产生______。利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒；利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精。1．透气厌氧

2．繁殖酒精第36页/共65页3．花盆经常松土：促进根部______呼吸，有利于吸收矿质离子等，花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气。4．稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生________，防止________，烂根死亡，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。3．有氧4．酒精酒精中毒第37页/共65页5．破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸。破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行________。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。遇到这种情况，需要及时到医院治疗，如清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。6．提倡慢跑：提倡慢跑等______运动的原因之一，是不致因剧烈运动导致氧不足，而使肌细胞因________呼吸产生大量________。______的大量积累会使肌肉酸胀乏力。5．无氧呼吸6．有氧无氧乳酸乳酸第38页/共65页综合拓展影响细胞呼吸的因素及应用(1)温度温度影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸作用随着温度的升高而增强，但超过一定的温度，酶的活性会下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用停止。一般呼吸作用的最适温度为25°C～35°C。生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降温，可降低呼吸作用、减少有机物的消耗，以达到提高产量的目的。温度对呼吸速率的影响如右上图所示。第39页/共65页(2)氧气氧气直接影响呼吸速率和呼吸的性质。O2浓度为零时只进行无氧呼吸，O2浓度在10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度在10%以上，只进行有氧呼吸。生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，同时产生酒精，不利于蔬菜、水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧(5%)保存。此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。O2浓度对呼吸作用方式及速率的影响可用下图表示。第40页/共65页(3)CO2CO2是呼吸作用的产物，从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降(如右图)，对细胞呼吸有抑制作用。实验证明，在CO2浓度升高到1%～10%时，呼吸作用明显被抑制。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜、水果。第41页/共65页(4)含水量在一定范围内，呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱(如下图)。粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中的温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。第42页/共65页尝试应用7．水稻种子催芽时，谷堆太大，水又加多了，结果烂芽，主要原因是(

)A．腐败菌繁殖，破坏了种子与幼芽B．体积太大，中心温度过高C．无氧呼吸产生乳酸的毒害D．无氧呼吸产生酒精的毒害D第43页/共65页8．水果放在密封地窖中，可以保存较长时间，地窖中影响水果代谢的原因是(

)A．温度恒定，水果抗病虫害能力强B．温度适宜，水果容易保存C．黑暗无光，不易引起早熟D．CO2浓度增加，抑制水果的呼吸作用D第44页/共65页第45页/共65页细胞呼吸的实质与方式

人体的代谢终产物水和二氧化碳，产生场所是(

)A．组织内B．线粒体内C．核糖体内D．细胞质基质内解析：本题考查呼吸作用的主要场所与呼吸作用的产物。人的骨骼肌在暂时缺氧时虽然能进行无氧呼吸，但其产物只有乳酸，所以人体内的代谢终产物二氧化碳和水只能是有氧呼吸的产物。根据有氧呼吸的过程可以知道二氧化碳在第二阶段产生，水在第三阶段产生。这两个阶段都是在线粒体中完成答案：B第46页/共65页名师点睛：根据细胞呼吸物质变化的数量关系来判断细胞呼吸方式的方法(1)依据O2吸收量和CO2释放量判断①不消耗O2，释放CO2→

只进行无氧呼吸；②O2吸收量＝CO2释放量→只进行有氧呼吸；③O2吸收量＜CO2释放量→两种呼吸方式同时进行，且多余CO2来自无氧呼吸。(2)依据酒精和CO2生成量判断①酒精量＝CO2量→只进行无氧呼吸；②酒精量＜CO2量→两种呼吸方式同时进行，且多余CO2来自有氧呼吸。第47页/共65页变式训练1．种子在浸水和不浸水的情况下，进行呼吸的过程中都产生(

)A．酒精B．磷酸C．丙酮酸D．乳酸C第48页/共65页探究酵母菌细胞呼吸的方式

如图简单表示了葡萄酒的酿制过程，请据图分析：第49页/共65页(1)由图可知，葡萄酒的酿制原理是先通气使酵母菌进行________呼吸大量繁殖，然后再与空气隔绝使酵母菌进行________呼吸产生________。(2)为什么发酵过程要对温度进行控制？______________________________________。(3)如果乙图中右侧小试管中装有澄清石灰水，一段时间后会________。(4)若要检验酒精的生成，是否需要补充其他装置？_______________________________________。第50页/共65页解析：酿酒过程就是利用酵母菌的无氧呼吸产生酒精，为了加快发酵周期往往先提供有氧环境使酵母菌快速繁殖增加数量，然后再密闭使酵母菌无氧呼吸产生酒精。为了加快进程还要为酵母菌提供适宜的温度。酵母菌无氧呼吸除了产生酒精外还产生二氧化碳，可分别用重铬酸钾和澄清的石灰水来检验。答案：(1)有氧无氧酒精(2)温度通过影响酶的活性而影响酵母菌的细胞呼吸(3)变浑浊(4)不需要，可在反应之后取酵母菌培养液的滤液，用橙色的重铬酸钾的浓硫酸溶液检验是否有酒精生成第51页/共65页名师点睛：无氧呼吸的生理意义：1.在无氧和缺氧条件下，作为糖分解供能的补充途径：(1)骨骼肌在剧烈运动时的相对缺氧；(2)从平原进入高原初期；(3)严重贫血、大量失血、呼吸障碍、肺及心血管疾患所致缺氧。

2.在有氧条件下，作为某些组织细胞主要的供能途径：如表皮细胞，红细胞及视网膜等，由于无线粒体，故只能通过无氧酵解供能。第52页/共65页变式训练2．酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2(

)A．1/3A摩尔B．1/12A摩尔C．6A摩尔D．3A摩尔D第53页/共65页有氧呼吸的过程

用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是(

)A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳第54页/共65页解析：葡萄糖的有氧呼吸过程可分为三个阶段。第一阶段是葡萄糖在无氧气参与的情况下分解为丙酮酸，同时产生少量的[H]和ATP；第二阶段是丙酮酸分解成CO2，同时产生大量的[H]和少量ATP；第三阶段是第一和第二阶段产生的[H]还原从空气中吸入的氧而生成水，同时产生大量的ATP。从C6H12O6被氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出，葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。答案：D第55页/共65页名师点睛：①有氧呼吸过程中H2O既是反应物(第二阶段利用)，又是生成物(第三阶段生成)，且生成的H2O中的氧全部来源于O2。②水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因：无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。第56页/共65页变式训练3．有人利用小球藻做了下列实验，开始时各试管中小球藻的数量相同，请回答：(1)实验装置中的生物，具有细胞器膜的是_____________________________________。第57页/共65页(2)酵母菌在快速繁殖时，细胞呼吸的总反应式是__________________________。(3)将两个装置都同时放在适宜的温度和光照下培养一段时间，B、C两试管中小球藻密度更大的是________，为什么？_________________________